目前,智能学步裤.训练裤.拉拉裤的应用尚未在市场上普及,但在提出产品概念时,绝大多数厂商都会对其有一定的期待。智能化靠的不仅仅是软件,硬件的设计也要格外讲究。尤其是产品是要穿戴在人身上的,如何成功采集信息并且对人体无害就得设计者花功夫去钻研了。本文将以一些典型的电路设计,为智能产品的完善提供一些参考意见。
微处理器是整个硬件设计的核心设备,不仅控制着各种外设,而且具有较强的处理各种信号的计算能力。采用的微处理器,常用于智能传感器、便携式仪器和精密仪器监控。二是葡萄糖与葡萄糖氧化酶之间的氧化还原反应,产生的电流通常在UA级甚至NA级。对于如此小的电流,24位高分辨率ADC需要收集系统传感器产生的弱电信号。第三,该处理器有UART串口、PC、SPI等多种常用接口,可以轻松控制外部芯片,实现相应的功能和数据交换。
同时,芯片功耗极低。正常情况下,最大工作电流值仅为2.3ma,休眠状态可低至20ua,可采用3V或5V电源供电。在本设计中,选择5V电源供电,模拟芯片中不同的电源引脚,区分数字电源。该芯片可以通过串口进行程序下载,便于前期功能调试。ADuC834通过PSEN引脚和RST引脚搭配,进入串行下载模式,即可实现程序的正确烧录。微处理器的其他lo端口和引脚将连接到数据采集、无线通信、屏幕显示、按钮、恒电位电路、温度传感器等模块。
组件选择完成后,原理图和PCB板上的设计和布局与系统的检测质量有关。良好的设计可以充分发挥组件的性能,使检测结果更加准确可靠;相反,它不仅会影响产品质量,还会带来意想不到的问题。因此,要注意芯片退耦电容的选择、元件之间的布线、布局等问题。
在设计中,需要在芯片引脚上增加旁路或解耦电容,主要是为了减少电源上的噪声,一般在信号输入端,以减少设备产生的噪声对电源电路的干扰,主要用于电源和信号输出端。因此,陶瓷0.1uF电容或10F电容用于每个芯片的电源端口。选型和电路原理图设计结束后,各种部件的模型得导入PCB文件,进行布局和布线。部件的布局应尽量先大后小,先难后易,模拟器件与数字器件分开。
PCB接线时,尽量加宽电源线和接地线;信号线之间的接线应尽可能平行;同时,注意导线之间的串扰,一般遵循3W原则,接线时角度在90度以上的钝角;焊盘通过泪更牢固,焊接面增大;电路接地线采用单点和多点接地的混合模拟和数字分离,最后通过电阻连接。在这些规则上,对系统的检测装置进行了PCB板的设计。
由于硬件电路设计较为复杂,因此以上设计方式可能还会存在一些不可避免的缺陷。但从市场上一些学步裤、训练裤、拉拉裤品牌龙头的动态来看,已经逐渐有同类型的产品制造出来并开始试推行了,相信未来产品智能化程度会更高,为穿戴者提供的功能会更多。
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